量子点复合微球的制备方法及量子点复合微球与流程

本发明属于量子点，具体而言，涉及一种量子点复合微球的制备方法及量子点复合微球。

背景技术：

1、量子点作为新型的光转换材料，和传统有机、稀土等荧光材料相比，具备激发光谱更宽、发射光谱更窄、波长可调节、量子产率高等优异的光学特性，当前在显示技术、生物医学、照明、能源等众多领域具有广泛的应用前景。以量子点为发光材料的显示器件具有高亮度、高色纯度、高对比度和宽色域等特点，成为大面板显示器的理想选择，受到各大厂商和研究者的青睐。但量子点材料往往对水、氧气、热等耐受性较低，其表面配体可能由于化学反应或脱落导致发光性能降低。而量子点的应用场景往往需要强蓝光、高温、空气中水或氧气等多种因素共同作用，进一步导致量子点的光学性能快速衰减，降低使用寿命。

2、现有主要技术中，一般会采用二氧化硅等无机物直接对量子点纳米颗粒进行包覆，但是会降低量子点的发光性能，不具备工业应用价值；也会采用有机高分子进行包覆，但是阻水阻氧效果还有待提升。所以，如何对量子点材料进行包覆，隔离量子点和外界环境，提升量子点材料在应用过程中的稳定性成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种量子点复合微球的制备方法及量子点复合微球，采用本技术提供的方法能够制备得到稳定性较好的量子点复合微球。

2、在本发明的第一个方面，本发明提出了一种量子点复合微球的制备方法，根据本发明的实施例，该方法包括：将含有乳化剂的水溶液、量子点、聚合物单体、交联剂和引发剂混合，乳化，得到量子点乳液；在惰性气氛下，将所述量子点乳液进行聚合反应，在所述量子点的至少部分表面形成有机聚合物包覆层，得到有机聚合物包覆的量子点微球；将所述有机聚合物包覆的量子点微球、硅源和溶剂混合反应，在所述有机聚合物包覆层的至少部分表面形成二氧化硅包覆层，得到量子点复合微球。

3、根据本发明上述实施例的制备方法，通过乳化、聚合反应能够制备得到有机聚合物包覆的量子点微球，其中，在引发剂的作用下，能够引发聚合物单体之间的链式反应，形成聚合物链，这些聚合物链将在量子点表面生长，并逐渐将量子点完全包覆，在量子点的表面形成有机聚合物包覆层。交联剂在聚合物链之间形成桥键，将原本独立的聚合物链连接在一起，形成三维的聚合物网络结构，能从而增强了有机聚合物包覆层的稳定性，可使有机聚合物的致密程度增加，提升有机聚合物包覆层的阻水阻氧能力。进一步利用二氧化硅致密的网状结构和稳定的化学性质，在有机聚合物包覆的量子点微球最外层形成一层二氧化硅薄膜，实现对量子点的有机聚合物和无机氧化物的双重包覆，可有效避免水、氧、强蓝光等外界条件对量子点的影响，显著提高了量子点的稳定性。由此，采用本技术提供的方法能够制备得到稳定性较好的量子点复合微球。

4、此外，本发明可简化量子点复合微球的包覆工艺，有利于实现大批量生产和工业化应用；经过包覆后的量子点复合微球可在其他聚合物基质中保持良好的分散性，可替代扩散粒子，也可应用于无阻隔量子点膜、量子点扩散板及其它显示领域。

5、另外，根据本发明上述实施例的制备方法还可以具有如下附加技术特征：

6、在本发明的一些实施例中，所述量子点的质量占所述聚合物单体和所述交联剂总质量的0.5％～10％。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

7、在本发明的一些实施例中，所述交联剂的质量占所述聚合物单体质量的10％～60％。由此，可以精确控制交联密度，使得聚合物网络更加紧密，有利于提高量子点复合微球的稳定性。

8、在本发明的一些实施例中，所述引发剂的质量占所述聚合物单体和所述交联剂总质量的0.1％～5％。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

9、在本发明的一些实施例中，所述乳化剂的质量占所述聚合物单体和所述交联剂总质量的0.5％～2.5％。由此，有助于形成稳定的乳液体系，进而能够得到稳定性较好的量子点复合微球。

10、在本发明的一些实施例中，所述水的质量占所述量子点乳液总质量的50％～95％。由此，可以提供足够的连续相，使乳液更加的稳定。

11、在本发明的一些实施例中，所述量子点包括油溶性量子点。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

12、在本发明的一些实施例中，所述聚合物单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟异丙酯和丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

13、在本发明的一些实施例中，所述交联剂包括二乙烯基苯、乙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇三甲基丙烯酸酯中的至少一种。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

14、在本发明的一些实施例中，所述引发剂包括偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的至少一种。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

15、在本发明的一些实施例中，所述乳化剂包括水包油型乳化剂。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

16、在本发明的一些实施例中，所述乳化的时间为5min～20min。由此，可以确保油相(包括量子点、聚合物单体、交联剂和引发剂等)与水相(包括乳化剂)充分混合，使油相能够均匀地分散在水相中，形成稳定的乳液。

17、在本发明的一些实施例中，所述聚合反应的温度为40℃～80℃。由此，可以确保有机聚合物包覆层的有效形成，进一步保护量子点不受外界环境的影响，提高量子点微球的长期稳定性

18、在本发明的一些实施例中，所述聚合反应的时间为24h～48h。由此，可以确保在形成稳定有机聚合物包覆层的同时，避免过长的反应时间对量子点本身性能产生不利影响。

19、在本发明的一些实施例中，所述溶剂包括乙醇和水中的至少一种。由此，能够得到均匀分散的有机聚合物包覆的量子点微球分散液。

20、在本发明的一些实施例中，所述溶剂包括乙醇和水的混合液。由此，能够得到均匀分散的有机聚合物包覆的量子点微球分散液。

21、在本发明的一些实施例中，基于所述乙醇和水的总质量，所述水的质量占比为5％～15％。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

22、在本发明的一些实施例中，将所述有机聚合物包覆的量子点微球、硅源和溶剂混合反应，以在所述有机聚合物包覆层的至少部分表面形成二氧化硅包覆层，得到量子点复合微球的步骤包括：将所述有机聚合物包覆的量子点微球和溶剂混合，调节ph值至碱性，得到有机聚合物包覆的量子点微球分散液；将有机聚合物包覆的量子点微球分散液和硅源混合反应，在所述有机聚合物包覆层的至少部分表面形成二氧化硅包覆层。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

23、在本发明的一些实施例中，基于所述有机聚合物包覆的量子点微球分散液的总质量，所述有机聚合物包覆的量子点微球的质量占比为0.1％～5％。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

24、在本发明的一些实施例中，所述ph值为8～11。由此，有利于得到稳定性较好的量子点复合微球。

25、在本发明的一些实施例中，所述硅源与所述有机聚合物包覆的量子点微球的质量比为(3～15)：1。由此，可以优化二氧化硅包覆层的均匀性，有利于提高量子点复合微球的稳定性。

26、在本发明的一些实施例中，所述混合反应的温度为15℃～60℃。由此，可以确保硅源在量子点微球表面形成均匀、致密的包覆层，提高量子点微球的稳定性和分散性。

27、在本发明的一些实施例中，所述混合反应的时间为8h～48h。由此，可以确保硅源在量子点微球表面形成均匀、致密的包覆层，提高量子点微球的稳定性和分散性。

28、在本发明的一些实施例中，所述硅源包括硅酸四乙酯。由此，能够给在有机聚合物包覆的量子点微球的表面形成二氧化硅包覆层，有利于提高量子点复合微球的稳定性。

29、在本发明的第二个方面，本发明提出了一种量子点复合微球。由此，该量子点复合微球具有较好的稳定性。

30、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。